طريقة الاستخدام
- أدخل زوجاً في كل سطر في الأزواج x، y: قيمة x ثم قيمة y.
- تحقق من أن كل سطر يحتوي على عددين، وأن هناك 3 أسطر على الأقل.
- اقرأ معامل ارتباط بيرسون r والقيمة الاحتمالية لـ r، ثم معامل ارتباط سبيرمان ρ والقيمة الاحتمالية لـ ρ.
- راجع الأزواج ورتبها وطريقة الحساب.
معامل بيرسون ومعامل سبيرمان
يقيس معامل بيرسون r مدى قرب النقاط من خط مستقيم، وهو التغاير بين x وy مقسوماً على حاصل ضرب انحرافيهما المعياريين. يتراوح من -1 لخط هابط تماماً، مروراً بـ 0 لعدم وجود علاقة خطية، إلى 1 لخط صاعد تماماً.
يستبدل معامل سبيرمان ρ كل قيمة برتبتها، ثم يحسب معامل بيرسون لتلك الرتب. وهو يقيس أي نمط صاعد أو هابط باطراد، لا الخط المستقيم وحده، وتتأثر به القيم الشاذة بدرجة أقل. وتأخذ القيم المتساوية متوسط رتبها.
r = Σ(x − x̄)(y − ȳ) ÷ √(Σ(x − x̄)² Σ(y − ȳ)²)
ρ = r للرتب؛ من دون قيم متساوية، ρ = 1 − 6Σd² ÷ (n(n² − 1))
t = r √((n − 2) ÷ (1 − r²))، بدرجات حرية n − 2
الدلالة والقيمة الاحتمالية
يسأل اختبار t هل يمكن أن يكون الارتباط الموجود في العينة صفراً في المجتمع. والقيمة الاحتمالية هي احتمال ارتباط يبعد عن الصفر بقدر ما يبعد الارتباط الموجود أو أكثر، لو كان الارتباط الحقيقي صفراً. القيمة الاحتمالية الصغيرة تدل على أن العلاقة غير مرجح أن تكون صدفة، لكنها لا تدل على قوة العلاقة أو أهميتها.
يفترض الاختبار أن الأزواج مستقلة. ولمعامل سبيرمان فإن اختبار t تقريب، دقيق للعينات الكبيرة؛ ومع أقل من نحو عشرة أزواج اقرأ القيمة الاحتمالية بحذر.
ما لا تغطيه الحاسبة
- الارتباط ليس سببية: معامل قوي يدل على أن الكميتين تتحركان معاً، لا على أيهما تسبب الأخرى.
- خطوط الانحدار والتنبؤات. لخط يمر بالنقاط استخدم حاسبة الانحدار الخطي.
- الارتباطات لأكثر من متغيرين، أو لمجموعات أزواج غير مستقلة، أو للفئات بدلاً من القياسات.
مثال محلول: الذكاء وساعات التلفاز
لعشرة أشخاص (معامل الذكاء وساعات مشاهدة التلفاز، من مثال ويكيبيديا)، معامل بيرسون r هو -0.0376 بقيمة احتمالية من الطرفين 0.9179، ومعامل سبيرمان ρ هو -0.1758، أي -29/165 بالضبط، بقيمة احتمالية 0.6272. ولا يكون أي من الارتباطين دالاً عند 5٪.
| x | y | رتبة x | رتبة y | الفرق |
|---|---|---|---|---|
| 106 | 7 | 7.0 | 3.0 | 4.0 |
| 86 | 0 | 1.0 | 1.0 | 0.0 |
| 100 | 27 | 4.0 | 7.0 | -3.0 |
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين معامل بيرسون r ومعامل سبيرمان ρ؟
يقيس معامل بيرسون علاقة على خط مستقيم بين القيم، لذلك قد يعطي منحنى صاعداً باطراد قيمة r أدنى. ويعمل معامل سبيرمان على الرتب، ويقيس أي علاقة صاعدة أو هابطة باطراد، وتتأثر به القيم المتطرفة بدرجة أقل.
ماذا يعني ارتباط يساوي 0؟
يعني أنه لا توجد علاقة خطية بين x وy في هذه البيانات. والارتباط القريب من 0 لا ينفي نمطاً منحنياً أو نمطاً آخر، لذلك انظر إلى النقاط أيضاً.
كم زوجاً أحتاج؟
تحتاج الحاسبة ثلاثة أزواج على الأقل. ومع أزواج قليلة جداً قد يكون لارتباط كبير قيمة احتمالية كبيرة، لذلك اجمع بيانات أكثر قبل أن تستنتج شيئاً.
لماذا تكون القيمة الاحتمالية أحياناً صفراً تماماً؟
عندما تقع كل النقاط على خط مستقيم تماماً، يساوي r القيمة 1 أو -1، وتصبح قيمة t لا نهائية، فتكون القيمة الاحتمالية 0. وقلما تعطي البيانات الحقيقية ذلك.
هل يجب أن ألصق الأزواج بالترتيب نفسه؟
نعم. يجب أن يقرن كل سطر قيمة x بقيمة y للحالة نفسها. أما ترتيب الأسطر فلا يؤثر في النتيجة.
هل ترسل الحاسبة بياناتي إلى أي جهة؟
لا. يجري الحساب في متصفحك، ولا يُرسل أي شيء تكتبه إلى خوادمنا.
المصادر
- ويكيبيديا (باللغة الإنجليزية): Spearman's rank correlation coefficient
- ويكيبيديا (باللغة الإنجليزية): Pearson correlation coefficient
- NIST/SEMATECH، دليل الأساليب الإحصائية (باللغة الإنجليزية): 1.3.6.7.2، Critical values of the Student's t distribution
آخر مراجعة للأرقام والنص: الثلاثاء، 30 جمادى الأولى 1448 بعد الهجرة.